WIRksam

Hintergrundinformationen zum Projekt

Das Ziel des Vorhabens besteht in der Erforschung und Weiterentwicklung der Multi-Laser-SLM-Technik mit großem Bauraum sowohl zur notwendigen Verbesserung von Prozessreproduzierbarkeit und Bauteilqualität als auch zur wettbewerbsfähigen Herstellung optimierter Metallkomponenten für hybride FKV/Metall-Leichtbaustrukturen mit hohen und kombinierten mechanischen und thermischen Belastungen.

Am Beispiel einer hybriden FKV/Metall-Turbinenschaufel für den Einsatz in Industriedampfturbinen sollen die fertigungstechnischen Möglichkeiten des Metall-3D-Drucks in Kombination mit der Verwendung von Faserkunststoffverbunden zur Erlangung eines maximalen Leichtbaugrads untersucht und demonstriert werden. Einerseits ermöglicht die Massereduktion von Lauf- und Leitschaufeln eine signifikante Vergrößerung der Leistungsklassen von Dampfturbinen. Andererseits erfordern jedoch die hohen und komplexen Belastungen im Schaufelfuß sowie die hohe tribologische Belastung durch Tröpfchenerosion an der Vorderkante der Turbinenschaufel metallische Komponenten in diesen kritischen Bereichen.

Folgende Arbeitsziele wurden dafür definiert:
1. Material- und prozesstechnische Untersuchungen zur Herstellung verzugsfreier, industriell relevanter großer Strukturen im SLM-Verfahren,
2. Erforschung von prozess- und sicherheitsrelevanten Fertigungsbedingungen für große Material- und Emissionsmengen,
3. Konstruktion und Auslegung einer hybriden, funktionsintegrierten Turbinenschaufel in belastungsgerechter FKV/Metall-Leichtbauweise,
4. Erforschung von Methoden und Herstellstrategien zur additiven Fertigung eines RTM-Werkzeugs mit kavitätsnaher Temperierung.